Петербургские политехники и «Газпром» реализуют совместный проект с применением аддитивных технологий

Специалисты научно-исследовательской лаборатории лазерных и аддитивных технологий исследовали сопловые лопатки турбины высокого давления первой и второй ступеней, разработали ремонтную документацию и провели опытный ремонт методом лазерного наплавления. Специалисты выполнили анализ условий эксплуатации сопловых аппаратов первой и второй ступени, состояния материала сопловых лопаток после эксплуатации, классифицировали дефекты по типу, размерам и расположению и разработали методику выявления дефектных лопаток.

Сотрудники Института машиностроения, материалов и транспорта Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого провели работы по договору на выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и технологических работ на тему «Разработка конструкции и технологии изготовления с применением аддитивных технологий критических деталей горячего тракта ГТУ Т32 (MS5002E)», сообщает пресс-служба вуза.

«В конце 2023 года стартовали работы над проектом по ремонту сопловых лопаток первой и второй ступеней турбины высокого давления. После переговоров с «Газпромом» началась работа по анализу полученных деталей и разработке технологии ремонта СЛ1 и СЛ2 турбины высокого давления газотурбинного двигателя MS5002E газоперекачивающего агрегата ГПА-32 «Ладога» методом лазерного наплавления. Благодаря применению лазерного наплавления нам удалось увеличить ресурс изделий», — рассказал заведующий НИЛ «ЛиАТ» Михаил Кузнецов.

Специалисты также провели исследования свойств компактных образцов и разработали технологический процесс ремонта деталей, включающий термическую обработку, механическую обработку и лазерное наплавление, входной и выходной контроль. Совместно с коллегами из Института энергетики проведены расчетные исследования, включающие прочностной, газодинамический, гидравлический и тепловой методы. Также проведен валидационный расчет отремонтированных лопаток.

В рамках другого этапа научно-исследовательских и опытно-конструкционных работ с «Газпромом» по импортозамещению критических элементов газотурбинных установок исследователями политеха разработана методика изготовления топливных форсунок ГТУ Т32 с применением аддитивных технологий. Форсунка — ключевой элемент камеры сгорания, обеспечивающий формирование оптимальных параметров горения. Научные сотрудники института провели исследования по подбору отечественного жаропрочного сплава и отработали режимы 3D-печати методом селективного лазерного сплавления металлопорошковых композиций (SLM). Разработанный способ включает 3D-печать отдельных элементов форсунки, постобработку и соединение лазерной сваркой. Это позволило существенно сократить время изготовления и расход материала по сравнению с традиционными методами.

Проведенные лабораторные испытания образцов-свидетелей включали определение механических характеристик материала при различных температурах, а также испытания на длительную прочность. Готовые форсунки прошли пневматические испытания для проверки расходных характеристик и эффективной площади отверстий, подтвердив соответствие всем требованиям технического задания. Сейчас планируется изготовление нескольких комплектов форсунок по разработанной технологии для проведения горячих испытаний в составе газотурбинной установки.

«Создание методики изготовления топливных форсунок с помощью селективного лазерного сплавления — важный шаг в развитии отечественного энергомашиностроения. Нам удалось разработать эффективное решение на базе отечественных материалов и оборудования, что обеспечивает технологическую независимость производства», — рассказал ведущий научный сотрудник НОЦ «Конструкционные и функциональные материалы» Игорь Полозов.

«Организация наукоемкого мелкосерийного производства — достойное занятие для исследовательского университета. Наши ученые в сотрудничестве с представителями высокотехнологичных компаний из различных отраслей, решают сложные задачи и развивают отечественную промышленность. Успешное и досрочное завершение этапа научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ с «Газпромом» говорит о высоком профессионализме сотрудников и стремлении покорять новые непростые горизонты», — прокомментировал руководитель проекта, директор Института машиностроения, материалов и транспорта СПбПУ Анатолий Попович.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.